据估计,太阳每秒释放的能量可供全人类使用约70万年。因此,通过模拟太阳产生无限清洁能源成为人类的“终极能源梦想”。 “人造太阳”梦想为何难以实现?目前全球和中国的研发“进度条”达到了多远?在自然界中,核聚变并不是一种“奇怪”的现象。太阳就像一个巨大的热核聚变反应堆,不断发生核聚变反应,氢原子核不断与氦原子核碰撞聚变,释放出大量的能量,输送到地球。然而,地球并不具备像太阳那样能够维持核聚变的高温高压环境。建造太阳的第一个问题是创造核聚变所需的恶劣环境。明确。理论上,氘氚等离子体需要加热到100以上万摄氏度,是太阳核心温度的六到七倍,以克服原子核之间的库仑斥力并实现持续聚变。可控聚变集成了等离子体物理、核工程、材料科学等领域的难题。这是人类设计的最复杂的能源系统之一。当前,全球聚变能研发正进入多步并行、快速迭代的新阶段。常规技术路线可分为磁约束和惯性约束两大类。磁约束法利用强磁场将高温等离子体稳定地约束在真空容器内,实现长时间连续反应。托卡马克和仿星器是主要的设备类型。惯性约束使用高能激光或粒子束在很短的时间内压缩和加热燃料目标的颗粒以达到聚变条件。库雷目前,世界各地的几个大型托卡马克实验装置都可以在短时间内达到核聚变反应所需的恶劣条件。然而,如何进一步提高聚变功率增益、提高等离子体约束性能和稳定性、维持长期燃烧并获得净能量仍然面临重大的科学和工程挑战。国际热核实验反应堆(ITER)是目前世界上最大的科学聚变研究项目。这包括人类为和平利用聚变能而做出的最大努力。有一个愿望。许多国家正在共同努力建设它。该项目计划于2020年开始组装,如果成功,将论证磁约束聚变科学技术的可行性,为2040年至2050年示范电站奠定基础。近日,世界聚变能源集团第二届部长级会议暨第30届核聚变会议国际原子能机构离子能会议在中国召开。会上,国际原子能机构聚变能研究与培训合作中心在成都揭牌,标志着我国在聚变能领域的国际地位和影响力实现重大突破。中国是世界上少数拥有完整核工业体系的国家之一。在可控核聚变领域,国家主要科学基础设施和技术处于领先地位,形成了产学研合作的创新体系。例如,2025年,中国环流3号将首次达到超过1亿摄氏度的核电子温度,标志着中国可控核聚变技术取得重大突破。安徽合肥实验性全超导托卡马克(EAST)聚变装置刷新世界纪录,完成“高质量聚变”首次在1亿摄氏度下进行1000秒“燃烧”。小型聚变能实验(BEST)主机第一个关键部件杜瓦底座已顺利完成。此次安装标志着该项目主体建设进入新阶段……中核集团科技负责人黄梅表示,中核集团目前正在开展以“实验堆-示范堆-商业堆”为基础的聚变反应堆研制。燃烧等离子体预计在2027年左右进行实验,一旦相关技术成熟,预计将开始建设中试反应堆,一旦现阶段核聚变能源生产得到验证,商业反应堆的建设将开始。未来,如果人类成功点燃可控核聚变的火炬,其影响将远远超出技术进步本身。重大的全球性和系统性变化。聚变能作为典型的清洁能源,理论上取之不尽,用之不竭,从根本上打破了人类对化石燃料的依赖。推动超导材料、人工智能控制等前沿领域集群发展。 (据新华社)(作者:宋晨丽瑞克)
(编辑:何欣)